电源产业链及供需情况如何?

随着AI芯片及AI服务器的市场规模扩大，且芯片功耗增长提高电源功率要求，我们认为高功率电源市场规模增速有望提升。

1.产业链：上游半导体材料等影响成本，中游厂商为电源品牌

电源产业链上游主要包括半导体、电阻电容、磁性材料等原材料;中游则包括加工设备企业和电源加工服务企业;下游包括消费电子、智能照明、网络通信、安防监控、汽车电子、数据中心等电源应用。 从产业链各环节代表性企业来看，上游半导体企业主要有杜邦、霍尼韦尔、中环半导体等，半导体设备企业主要有佳能、尼康、ASML等；中游电源加工重点企业主要有中恒派威、阳光电源、奥特迅、科士达、英可瑞、科陆电子等电源品牌；下游的重点电源应用则包括阿里巴巴、中国电信、中国联通、华为、百度、索尼等。

2.电源需求：大厂投入算力采购促进需求提升

国内：AI算力市场持续景气，推理占比持续提升

中国加速芯片市场持续增长。据IDC，2 0 2 4上半年，中国加速芯片的市场规模达超过9 0万张。从技术角度来看，GPU卡占据80%的市场份额。 推理占比持续提升。据IDC，2024H1，用于推理的人工智能芯片占据了61%的 市场份额。据I DC，预期2023-2027年，推理AI服务器工作负载占比从41%提升至73%左右。 2 0 2 4H1，中国AI服务器增长迅速。IDC数据显示，2 0 2 4上半年中国加速服务器市场规模达到5 0亿美元，同比2 0 2 3上半年增长6 3%。其中GPU服务器依然占主导地位，达到43亿美元。同时NPU、ASIC和FPGA等非GPU加速服务器以同比182%的增速达到近7亿美元市场规模。

高端处理器功耗提升，促进高功率电源需求提升

随着AI芯片及AI服务器的市场规模扩大，且芯片功耗增长提高电源功率要求，我们认为高功率电源市场规模增速有望提升。 AI芯片及AI服务器市场快速增长，英伟达营收连续三季度同比翻倍增长。据Precedence，预期2026年全球AI芯片市场规模477亿美元，2024-2026年CAGR为29.72%；FY2024 Q4，英伟达收入达221亿美元，环比+22%、同比+265%，实现营收连续三季度同比翻倍增长。据Statistics，预期2026年全球AI服务器出货量达到236.9万台，2024-2026年预期CAGR为25.50%。AI芯片功耗能力提升，电源市场规模增速有望提升。2024年，英伟达发布B200，采用N4P制程，封装2080亿晶体管，而H100晶体管为800亿、采用N4制程，这带来B200封装密度提升、功耗达1000W，对电源提出更高要求。

机柜功率持续提升，智算中心投资密度提升

从机柜功率来看，通算单机柜平均功率由 6~8kW 向 10~20kW 发展，智算单机柜平均功率将由15~20kW向40~60kW演进。为满足组网距离和单机柜功率要求，智算中心机房需转变传统数据中心分层平铺式的架构，推进研究以IT 设备为核、配套环围的智算中心立体辐射式架构，配套/IT 空间比由原先的 1:2 转变为 2（3）:1。 据《中国智算中心(AIDC)产业发展白皮书(2024 年)》(华信咨询设计研究院)，在数据中心IT投资中，服务器与网络安全配套比例约为 3: 1（网络安全配套中，网络占大头），智算中心约为 6: 1；数据中心软件系统占投资也更高。液冷智算中心投资更大、面积更小：相较于风冷，液冷投资增加约 18%，改造场景下面积缩小约 18%，新建场景下面积更小，缩小约30%。

3.电源供给：存在材料与拓扑技术壁垒

高功率电源：对功率密度与能效转化要求高

据Navit a s，下一代AI GPU如英伟达Bl a ckwe ll B100和B200，在进行高功率计算时均需要超过1kW的功率支持，是传统CPU的3倍。在高涨的功率需求下，每个数据中心机柜的功率规格将从30-40kW推高至100kW。 服务器电源连接服务器，需要保证体积规格稳定。我们认为，伴随芯片功耗与电源功率提升，更大难点在于功率密度与能源转化效率的提升。未来功率密度的进一步升级可能有赖于拓扑结构的设计改进及电子元器件的升级。

半导体元器件：GaN比Si Mos更高能效，更高功率密度

英飞凌表示，Si、SiC 和 GaN 三种半导体材料的独特组合，有助于提升AI服务器和数据中心系统的可持续性与可靠性。碳化硅（SiC）是最成熟的WBG宽带隙半导体材料， 它已经广泛用于制造开关器件，例如MOSFET和晶闸管。氮化镓（GaN）具有作为功率器件半导体的潜力，并且在射频应用中是对硅的重大改进。 Cr e e推出了首款商用900V SiC功率MOSFET，而且推出Wolfspe ed 650V碳化硅MOSFET产品组合；Mi c rochip和ROHM均已发布了新的SiC MOSFET和二极管；ADI公司已经生产出用于高频应用的GaN器件，并相信这种材料将有助于设计人员减小尺寸和重量，同时实现更高的效率和扩展带宽。

开关电源电路拓扑：影响服务器电源的功率密度

开关电源电路拓扑是指功率器件和电磁元件连接在电路中的方式，而磁性元件设计、闭环补偿电路以及所有其他电路元件的设计都依赖于拓扑。最基本的拓扑是Buck(降压式)、Boost(升压式)和Buck/Boost(升/降压)，单端反激(隔离反激)，正激、推挽、半桥和全桥变化器。